DE2718902A1 - TRANSFORATION GENERATOR AND ITS USE IN THE CONSTRUCTION OF DIGITAL FILTERS - Google Patents

TRANSFORATION GENERATOR AND ITS USE IN THE CONSTRUCTION OF DIGITAL FILTERS

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DE2718902A1
DE2718902A1 DE19772718902 DE2718902A DE2718902A1 DE 2718902 A1 DE2718902 A1 DE 2718902A1 DE 19772718902 DE19772718902 DE 19772718902 DE 2718902 A DE2718902 A DE 2718902A DE 2718902 A1 DE2718902 A1 DE 2718902A1
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    • H03H17/02Frequency selective networks
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Description

Böblingen, den 27. April 1977Boeblingen, April 27, 1977

Anmelderin; International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 1O5O4Applicant; International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 1O5O4

Amtliches Aktenzeichen:Official file number:

Ne uanme1dungNew entry

Aktenzeichen der Anmelderin: FR 976 OO6Applicant's file number: FR 976 OO6

Vertreter:Representative:

Patentassessor Dipl.-Ing. Heinz Gaugel 7030 BöblingenPatent assessor Dipl.-Ing. Heinz Gaugel 7030 Boeblingen

Bezeichnung:Description:

Transformationsgenerator und dessen Verwendung beim Aufbau von DigitalfilternTransformation generator and its use in the construction of digital filters

709848/0772709848/0772

_/5 271890?_ / 5 271890?

Der Aufbau von Digitalfiltern läßt sich beträchtlich vereinfachen, wenn die entsprechenden Filteroperationen nicht im Bereich der eigentlichen Tastsignale, sondern in einem transformierten Bereich durchgeführt werden.The construction of digital filters can be considerably simplified, if the corresponding filter operations are not in the area of the actual probe signals, but in a transformed one Area to be carried out.

Es ist bekannt, daß zur Ermittlung des η-ten Wertes y eines gefilterten Signales eine große Anzahl von Operationen durchzuführen ist, wenn direkte Methoden angewendet werden. Dies ergibt sich ausIt is known that a large number of operations are carried out to determine the η-th value y of a filtered signal is when direct methods are used. This follows from

hi * a(n-i) (1) h i * a (ni) (1)

h. (i=0, 1, ...p) die durch die angestrebte Filtercharakteristik definierten Filterkoeffizienten undH. (i = 0, 1, ... p) the desired filter characteristic defined filter coefficients and

: a den dem Filter zugeführten η-ten Tastwort darstellen.: a represent the η-th key word fed to the filter.

ι ηι η

Die durch die Gleichung (1) gekennzeichnete Operation nennt man eine Konvolutionsoperation.The operation indicated by equation (1) is called a convolution operation.

Es sind mehrere Lösungen bekannt, durch die der zur Durchführung derartiger Konvolutionsoperationen erforderliche Rechenaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Beispielsweise hat man vorge- j schlagen, mathematische Operatoren zu verwenden, um die Filterkoeffizienten und die zu filternden Eingangssignale getrennt \ von der ursprünglichen Verarbeitungsebene (also vom Bereich ! der eigentlichen Tastwerte in eine transformierte Form zu bringen und sie dann dort geeignet zu kombinieren. Um wieder auf die Ebene der eigentlichen Tastwerte, die zu den Ausgangssignalen y führen, zu kommen, sind am Ende der Operation umgekehrte Transformationen durchzuführen.There are several known solutions is required of such to carry Konvolutionsoperationen computational effort reduced to a minimum. For example, you have superiors j propose to use mathematical operators to the filter coefficients and the separated to filter input signals \ ie to bring the area! The actual sample values in a transformed form of the original processing level (and then combine them there suitable. To To get back to the level of the actual sample values, which lead to the output signals y, reverse transformations have to be carried out at the end of the operation.

rrm-oM 7098*8/0772rrm-oM 7098 * 8/0772

Durch eine geeignete Wahl der Transformationsart lassen sich
die im transformierten Bereich durchzuführenden Operationen
vereinfachen. Dies trifft beispielsweise zu, wenn Transformationen des sogenannten Fourier-Typs verwendet werden, also . beispielsweise die Fourier-Transformation selbst, die Mersenne-Transformation oder die Fermat-Transformation. Der notwen- j dige Rechenaufwand hängt natürlich von der Einfachheit der j mit den direkten und inversen Transformationen verbundenen !
With a suitable choice of the type of transformation,
the operations to be performed in the transformed area
simplify. This applies, for example, when transformations of the so-called Fourier type are used, i.e.. for example the Fourier transformation itself, the Mersenne transformation or the Fermat transformation. The computational effort required naturally depends on the simplicity of the j associated with the direct and inverse transformations!

Operationen ab. IOperations. I.

Es sind bereits mehrere Verfahren bekannt, derartige Trans- j formationen aufzuführen. Ein derartiges Verfahren ist von ■ L.I. Bluestein in NEREM Record. Vol. 10, Seiten 218 bis 219, ; November 1968 durch die Boston Section of Electrical and i Electronic Engineers veröffentlicht. Der dort beschriebene
Transformatinsgenerator zur Erzeugung der Fourler-Transformation weist im Bereich der einzelnen Zweige Störanfällig- , keiten auf, deren Vermeidung eine Erweiterung der Definition
der zu verarbeitenden Werte und damit eine Ausdehnung dieser
Werte selbst erforderlich macht. Außerdem erfordert der Operationsablauf eine relativ große Rechenkapazität.
Several methods are already known for performing such transformations. Such a procedure is from ■ LI Bluestein in NEREM Record. Vol. 10, pages 218 to 219; Published November 1968 by the Boston Section of Electrical and Electronic Engineers. The one described there
The transformer generator for generating the Fourler transformation has susceptibility to interference in the area of the individual branches, the avoidance of which is an extension of the definition
of the values to be processed and thus an extension of these
Makes values itself necessary. In addition, the operational sequence requires a relatively large computing capacity.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einenIt is the underlying object of the invention to provide a

Transformationsgenerator für Transformationen des Fourier- j jTyps, insbesondere in der Anwendung für Digitalfilter, anzu-'geben, der keine Störquellen aufweist und bei dem die verwendeten Schaltkreise optimal ausgenutzt werden.Transformation generator for transformations of the Fourier j to indicate types, especially in the application for digital filters, which has no sources of interference and in which the circuits used are optimally used.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen niedergelegt.The solution to this problem is laid down in the claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings
explained.

Es zeigen:Show it:

Fign. 1 und 2 den grundsätzlichen Aufbau von Transformations-FR 976 006 TO9848/0772 'Figs. 1 and 2 the basic structure of Transformations-FR 976 006 TO9848 / 0772 '

generatoren,generators,

Fig. 3 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Transformationsgenerators, 3 shows a first exemplary embodiment according to the invention of a transformation generator,

Fig. 4 eine Teilschaltung des Ausführungsbeispiels4 shows a partial circuit of the exemplary embodiment

gemäß Fig. 3,according to Fig. 3,

Fig. 5 ein Ablaufschema für das Ausführungsbeispiel5 shows a flow chart for the exemplary embodiment

gemäß Fig. 3,according to Fig. 3,

Fign. 6, 7 u. 8 ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und dessen Ablaufdiagramme,Figs. 6, 7 and 8 show a second exemplary embodiment according to the invention and its flowcharts,

Fign. 9 u. 10 ein Digitalfilter unter Verwendung des erfindungsgemäßen Transformationsgenerators undFigs. 9 and 10 show a digital filter using the one according to the invention Transformation generator and

Fig. 11 ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungs-
; beispiel.
11 shows a third embodiment according to the invention
; example.

Die Transformationen des sogenannten Fourier-Typs beinhalten die !Umwandlung von N Tastwerten {a } in N Werte A., entsprechend ,The transformations of the so-called Fourier type contain the! Conversion of N sample values {a} into N values A., accordingly,

■ Xl Jv■ Xl Jv

der Beziehungthe relationship

i ii i

Nf1 ^- jN f 1 ^ - j

«= Σ a · W1* (2) !«= Σ a · W 1 * (2)!

n=o ιn = o ι

mit n, k = 0, 1, ..., N-1 und W^=I.with n, k = 0, 1, ..., N-1 and W ^ = I.

Bei diesen Transformationen findet das sogenannte Konvolutionstheorem Anwendung. Die Fourier-Transformation selbst ist unter
der Annahme definiert, daß
The so-called convolution theorem is used for these transformations. The Fourier transform itself is below
defines the assumption that

FR ¥7FFR ¥ 7F

709848/0772709848/0772

271890Γ271890Γ

Die anderen, in Verbindung mit der Erfindung berücksichtigten Transformationen dieses Typs sind Modulo p definiert, wobei ρ eine ganze Zahl, beispielsweise ρ = 2^+1, W ein Vielfaches von 2 und wobei für die Mersenne- und Fermat-Transformationen die Exponenten Modulo q oder 2q definiert sind.The other transformations of this type considered in connection with the invention are defined modulo p, where ρ is an integer, for example ρ = 2 ^ + 1, W is a multiple of 2 and where the exponents modulo q or 2q are defined for the Mersenne and Fermat transformations.

Die Gleichung (2) kann auch dargestellt werden durchEquation (2) can also be represented by

W 2 W 2 N-1
n=o
N-1
n = o
a
η
a
η
n2 n 2 • W• W
AngenommenAccepted , daß, that n2 n 2 bn = b n = an ' a n ' w 2,w 2 , soso erhältreceives manman κ2 κ 2 (K-n)2 (Kn) 2 w"2"w " 2 " n=on = o bn b n • W• W 22

(3)(3)

Die Gleichung (3) zeigt, daß sich die Werte Aj. mit Hilfe eines Digitalfilters bestimmen lassen, dessen KoeffizientenEquation (3) shows that the values Aj. with help of a Let the digital filter determine its coefficient

I- ! - (N-2)2 _ (N-1)2 I-! - (N-2) 2 _ (N-1) 2

1, W 2, w"2, ...,W 2 und W 2 sind und das zwischen zwei Multiplikationseinrichtungen angeordnet ist, von denen die eine
n2
1, W 2 , w " 2 , ..., W 2 and W 2 and which is arranged between two multipliers, one of which
n 2

a mit W2 ηa with W 2 η

und die andere die vom Filter gefilterten Werte mitand the other with the values filtered by the filter

7Q98A8/07727Q98A8 / 0772

multipliziert. FR 976 006multiplied. FR 976 006

-ί- 2718907; -ί- 2718907;

Es ist also möglich, einen Transformationsgenerator in der in Fig. 1 dargestellten Weise aufzubauen. Dieser Transformationsgenerator besteht aus einem konventionellen Transversalfilter, an dessen Eingang eine Multiplikationseinrichtung MP1 und an dessen Ausgang eine Multiplikationseinrichtung MP2 angeordnet ist. Das Transversalfilter umfaßt ein Schieberegister SREG1, Multiplikationseinrichtungen XQ bis Xn-1 und eine Additionseinrichtung ADD1. Die Filterkoeffizienten sindIt is therefore possible to set up a transformation generator in the manner shown in FIG. 1. This transformation generator consists of a conventional transversal filter, at the input of which a multiplication device MP1 is arranged and at the output of which a multiplication device MP2 is arranged. The transversal filter comprises a shift register SREG1, multipliers X Q to X n-1 and an adder ADD1. The filter coefficients are

N
Da W =1 ist, sind diese Koeffizienten symmetrisch, nämlich
N
Since W = 1, these coefficients are symmetric, viz

(N-n) 2 n^ (Nn) 2 n ^

W l = W Δ W l = W Δ

Ein zweipoliger Umschalter SW vervollständigt den Transformationsgenerator. Dieser Umschalter ist anfänglich in der Schaltlage 1, so daß die Werte b , b1, .. ., bM_-i dem Register SREG1 zugeführt werden. Die Addiereinrichtung ADD1 befindet sich im Ruhezustand und liefert keinen Ausgangswert. Im N-ten Zeitpunkt wird der Umschalter SW in die Schaltlage 2 gebracht, so daß der Ausgang des Schieberegisters SREGI mit dessen Eingang verbunden ist. Der Ausgang des Transversalfilters ist mit der ausgangsseitigen Multiplikationseinrichtung MP2 verbunden, 1 die an ihrem Ausgang nach N Umläufen die transformierten Werte AR liefert. Sollen Umläufe vermieden werden, so genügt es, die Länge des Schieberegisters SREG1 und die Anzahl der Multiplikationseinrichtungen im Filter zu verdoppeln. Ein entjsprechender Transformationsgenerator ist in Fig. 2 dargestellt. Die z-Ubertragungsfunktion des in dieser Weise aufgebauten Filters istA two-pole switch SW completes the transformation generator. This switch is initially in the switching position 1, so that the values b, b 1, ..., B M-i _ the register SREG1 be supplied. The adding device ADD1 is in the idle state and does not provide an output value. At the Nth point in time, the changeover switch SW is brought into switching position 2, so that the output of the shift register SREGI is connected to its input. The output of the transversal filter is connected to the output side multiplier MP2, 1 that provides the transformed values R A at its output after N revolutions. If circulations are to be avoided, it is sufficient to double the length of the shift register SREG1 and the number of multiplication devices in the filter. A corresponding transformation generator is shown in FIG. The z-transfer function of the filter constructed in this way is

709848/0772709848/0772

FR 976 Öo6FR 976 Öo6

H(Z) =H (Z) =

2N-12N-1

I
K=O
I.
K = O

Kj 2Kj 2

Die praktische Bedeutung einer derartigen Einrichtung ist sicherlich im Hinblick auf den notwendigen Aufwand als gering einzuschätzen.The practical importance of such a device is certainly small in view of the effort required to assess.

Um das Filtern eines durch Tastwerte a definierten Signales jIn order to filter a signal j defined by sample values a

zu vereinfachen, wird empfohlen, die entsprechenden Operationen! in einer transformierten Domäne durchzuführen und für diese Umwandlung der Tastsignale ein konventionelles Filter zu verwenden. Dies hindert jedoch nicht das Interesse an dem Filter, das in einigen Anwendungen als Transformationsgenerator verwendet wird.To simplify, it is recommended to perform the appropriate operations! to perform in a transformed domain and to use a conventional filter for this conversion of the key signals. However, this does not prevent interest in the filter used as a transform generator in some applications will.

Dies trifft insbesondere dann zu, wenn Transformationen zu verarbeiten sind, bei denen die Operationen Modulo p durchgeführt werden. Gleichung (4) wird zuThis is especially true when transformations apply are processed in which the operations modulo p are carried out. Equation (4) becomes

H(z) =H (z) =

2N-1 - 9-2N-1 - 9-

y w 2 z"K yw 2 z " K

K=5K = 5

wobei das Symbol (( )) bedeutet, daß die Operationen nach Modulo ρ verarbeitet werden.where the symbol (()) means that the operations are processed according to modulo ρ.

Wenn N=M und unter der Annahme, daßIf N = M and assuming that

u + vMu + vM

mit K=O, 1, ..., 2M -1
u = 0, 1, ..., M-1
v=0, 1, ..., ..., 2Μ-1,
with K = O, 1, ..., 2M -1
u = 0, 1, ..., M-1
v = 0, 1, ..., ..., 2Μ-1,

iwird aus Gleichung (5)i becomes from equation (5)

- 1- 1

1 ττ " ?(U+VM)^ 1 ττ "? (U + VM) ^

W Δ W Δ

709848/0772709848/0772

FR 976 006FR 976 006

X) -2 X) - 2

271890271890

M-1 2M-1M-1 2M-1

H(z) -μ ι H (z) -μ ι

U=O V=OU = O V = O

-MUv-MUv

V2M2 V 2 M 2

z-u z-Mv z -u z -Mv

Pa Vr=1 (= bedeutend"kongruent zu")Pa Vr = 1 (= meaning "congruent to")

M2V2 M 2 V 2

NvNv

1st W1st W

H(Z) =H (Z) =

M-1 2M-1M-1 2M-1

I II I

U=O V=OU = O V = O

(-1) v = (-1)v (-1) v = (-1) v

undand

V - H ^" WMuv V - H ^ "W Muv

7 m— 1
V=O
7 m - 1
V = O

mm ZZ

-Mv-Mv

jeine geometrische Reihe darstellt, ergibt sichj represents a geometric series, results

"M " M

1 + W w ζ " 1 + W "- ζ ϊ(ζ) kann also folgendermaßen dargestellt werden:1 + W w ζ "1 + W" - ζ ϊ (ζ) can thus be represented as follows:

H(Z)H (Z)

H(Z)H (Z)

i2,i 2 ,

U=OU = O

1+w-uM -M 1 + w -uM -M

.2 M-1 -u.2 M-1 -u

U=OU = O

"M " M

u_ 2u_ 2

Oas Transversalfilter im Transformationsgenerator nach Fig. 2 cann durch eine Reihe von M extrem einfachen Filtern ersetztThe transversal filter in the transformation generator according to FIG. 2 cann replaced by a series of M extremely simple filters

709848/0772709848/0772

FR 976 OÖTFR 976 OÖT

AlAl

-Vf--Vf-

werden, wie es anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 gezeigt und für den Fall einer 16-Wert-Fermat-Transformation mit p=2 +1 und W=4 beschrieben ist.as it is based on the exemplary embodiment according to FIG and for the case of a 16-value Fermat transformation is described with p = 2 +1 and W = 4.

Der Multiplikationseinrichtung MP1 werden die Tastsignale aThe multiplication device MP1 receives the key signals a

sequentiell zugeführt. Dort werden diese Tastsignale mit 2 multipliziert, so daß sich die Werte b ergeben. Diese Wertefed sequentially. There these key signals are multiplied by 2, so that the values b result. These values

b werden einem 2M =2N Werte umfassenden Schieberegister SR1 und gleichzeitig dem positiven Eingang einer Subtrahiereinrichtung AD1 zugeführt. Der Ausgang des Schieberegisters SR1 ist mit dem negativen Eingang der Subtrahiereinrichtung AD1 verbunden. Der Ausgang der Subtrahiereinrichtung ist auf den Eingang einer Reihe von M Filtern geführt, die jeweils ein Rekursivfilter mit der übertragungsfunktionb are a shift register SR1 comprising 2M = 2N values and at the same time the positive input of a subtracter AD1 supplied. The output of the shift register SR1 is connected to the negative input of the subtracter AD1 tied together. The output of the subtracter is fed to the input of a series of M filters, each one Recursive filter with the transfer function

H'(z) = I H '(z) = I.

umfassen, dem eine Multiplikationseinrichtung für eine Multi-include, to which a multiplier for a multi

u2
-5-plikatlon mit W nachgeschaltet ist. Jedes Rekursivfilter setzt sich aus einer Subtrahiereinrichtung, einem M-Werte umfassenden Schieberegister und einer Multiplikationseinrichtung für eine Multiplikation mit W zusammen.
u 2
-5-plikatlon followed by W. Each recursive filter is composed of a subtracter, a shift register comprising M values and a multiplier for a multiplication by W.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist für eine permat-Transformation mit 16 Punkten (N=16) ausgelegt, so daß =4 ist, wenn W=4 und p=16 ist. Es ergibt sich alsoThe embodiment shown in Fig. 3 is designed for a permat transformation with 16 points (N = 16), so that = 4 when W = 4 and p = 16. So it turns out

1| a - 22nk
n=o n
1 | a - 2 2nk
n = o n

1fi
216+1
1fi
2 16 +1

Das Schieberegister SR1 weist also eine Länge von 32 Worten, (d.h., zwei Blöcken von 16 Worten auf. Dann umfaßt die Filteranordnung vier Zweige, wobei das Rekursivfilter jedes ZweigesThe shift register SR1 thus has a length of 32 words, (i.e. two blocks of 16 words. Then the filter arrangement comprises four branches, with the recursive filter of each branch

FRä7SO06 709fU8>0772 FRä7SO06 709fU8> 0772

_ ^. 271890T_ ^. 271890T

ein Schieberegister (SR2, SR3, SR4 oder SR5) einer vier V7orten entsprechenden Länge, eine Subtrahiereinrichtung (AD2, AD3, AD4 oder AD5) und eine Multiplikationseinrichtung (FSH1, FSH2, FSH3 und FSH4) beinhaltet. FSH1 multipliziert mit 1, deshalb ist es erforderlich, daß FSH2 mit 2~8, FSH3 mit -1 unda shift register (SR2, SR3, SR4 or SR5) of a length corresponding to four V7orts, a subtracter (AD2, AD3, AD4 or AD5) and a multiplier (FSH1, FSH2, FSH3 and FSH4). FSH1 multiplied by 1, so it is required that FSH2 by 2 ~ 8 , FSH3 by -1 and

FSH4 mit -2~8 multipliziert. Die mit W 2 multiplizierenden Multiplikationseinrichtungen FSH5 bis FSH8 multiplizieren mitFSH4 multiplied by -2 ~ 8 . The multipliers FSH5 to FSH8 multiplying by W 2 multiply by

— 1 —4 —9
1,2 ,2 und 2 . Sie werden von Abgriffen der zugeordneten Schieberegister gespeist und zwar im ersten Zweig vom Eingang des Schieberegisters SR2, im zweiten Zweig vom Ausgang des ersten Wortes des Schieberegisters SR3, im dritten Zweig vom Ausgang des zweiten Wortes des Schieberegister SR4 und im vierten Zweig vom Ausgng des dritten Wortes des Schieberegisters SR5. Die Ausgangssignale der einzelnen Filterzweige werden in Addiereinrichtungen AD6, AD7 und AD8 aufaddiert. Der Ausgang der Addiereinrichtung AD8 ist auf die Multiplikationseinrichtung MP2 geführt, an deren anderen Eingang der K2
- 1-4-9
1,2, 2 and 2. They are fed by taps of the assigned shift register in the first branch from the input of the shift register SR2, in the second branch from the output of the first word of the shift register SR3, in the third branch from the output of the second word of the shift register SR4 and in the fourth branch from the output of the third Word of the shift register SR5. The output signals of the individual filter branches are added up in adding devices AD6, AD7 and AD8. The output of the adding device AD8 is fed to the multiplication device MP2, at the other input of which the K 2

Faktor 2 zugeführt wird. Der Ausgang der Multiplikationseinrichtung MP2 liefert die Werte Ax der Transformation. Factor 2 is added. The output of the multiplication device MP2 supplies the values A x of the transformation.

Es zeigt sich also, daß nur Multiplikationen mit festen Koeffizienten und zwar Potenzen von 2 erforderlich sind. Es läßt sich zeigen, daß man zu einem entsprechenden Ergebnis [kommt, wenn eine Mersenne-Transformation angewendet wird, die definiert ist durchIt turns out that only multiplications with fixed coefficients, namely powers of 2, are required. It it can be shown that one arrives at a corresponding result [if a Mersenne transformation is applied, which is defined by

N-1
n=o
N-1
n = o

»Κ" I. an»Κ" I. a n

1 2*-11 2 * -1

wobei p = =-γ- where p = = -γ-

ist, q und 2^-1 keine Primzahlen, p1 ein Teiler von 2^-1 und W eine Potenz von 2 sind. Solche Transformationen lassen sich._nach^Modulo 2q-1 als konventionelle Mersenne-Transfor-is, q and 2 ^ -1 are not prime numbers, p1 is a divisor of 2 ^ -1, and W is a power of 2. Such transformations can be used as conventional Mersenne transformations according to ^ modulo 2 q -1.

70 984B /077270 984B / 0772

-U--U-

mation errechnen, wobei zusätzlich eine letzte OperationCalculate mation, plus a final operation

2q-12 q -1

Modulo -—τ— P1 Modulo -— τ— P 1

ausgeführt wird.is performed.

Wählt man beispielsweiseIf you choose, for example

N = 7 =49 und ρ =N = 7 = 49 and ρ =

so erhält manso you get

,nK, nK

In diesem Fall können sämtliche Rechenvorgänge nach Modulo 2 -(1 durchgeführt werden und es wäre ausreichend, abschließend j eine letzte Korrekturoperation nach :In this case, all calculations can be done according to modulo 2 - (1 can be carried out and it would be sufficient to carry out a final corrective operation after:

ModuloModulo

aus zufühhren.lead out.

249-1 127 2 49 -1 127

Bei der Verarbeitung einer Mersenne-Zahl nach Modulo stellt jeine Multiplikation mit 2 eine einfache Permutation der Bits des zu multiplizierenden Wortes um d dar. Es ist offensichtlich, daß eine derartige Permutation keinerlei Aufwand erfordert, daß es sich durch entsprechende Festlegung der Verdrahtung erreichen läßt. Bei der Verarbeitung einer Fermat-[Zahl nach Modulo liegen die Verhältnisse etwas anders. In diesem Fall erfordert eine Multiplikation mit 2 eine Verjschiebeoperation, eine Bitinversion und zwei Additionen.When processing a Mersenne number according to modulo every multiplication by 2 is a simple permutation of the bits of the word to be multiplied by d. that such a permutation does not require any effort Wiring can be achieved. When processing a Fermat [number after modulo the situation is somewhat different. In this case, a multiplication by 2 requires a shift operation, a bit inversion and two additions.

Es ist jedoch möglich, diese Operationen dadurch zu verein-However, it is possible to combine these operations by

FR 976 006FR 976 006

709848/0772709848/0772

fachen, daß eine Codewandlung angewendet wird. Bezeichnet man idie zu verarbeitenden binären Werten mit "a", so erfolgt die Codewandlung durch Festlegung der Werte B = a + 1, ausgenommen der Fall mit a = O, in dem B gleich dem Gewicht des Bits der höchsten Ordnung von "a" ist.times that code conversion is applied. If you designate the binary values to be processed with "a", then the Code conversion by specifying the values B = a + 1, except the case with a = O, where B is equal to the weight of the highest order bit of "a".

Kun läßt sich zeigen, daß eine Multiplikation von B mit 2
einer Rotation von d Bits mit einer Inversion der der Rotation zugeführten Bits entspricht. Für a = 0, muß die Inversion
gesperrt werden.
Kun can be shown that a multiplication of B by 2
corresponds to a rotation of d bits with an inversion of the bits supplied to the rotation. For a = 0, the inversion must be
be blocked.

Ps ist jedoch zu bemerken, daß die höchste darstellbare Zahl in dem B verkörbernden Code gleich 2a-1 ist, wenn "a" 2a erreicht. Man erhält deshalb modifizierte Werte B, indem man
α Bits und ein zusätzliches Kennzeichenbit für a = 0 verwendet. Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen a und B.
It should be noted, however, that the highest representable number in the B descriptive code is 2 a -1 when "a" reaches 2 a . Modified values B are therefore obtained by adding
α bits and an additional flag bit used for a = 0. The following table shows the relationship between a and B.

PR 57FW 10«**/(WJ a-PR 57FW 10 «** / (WJ a-

- je -- each -

(dezimal)(decimal)

B
(dezimal)
B.
(decimal)

B Kennz. (binär)B code (binary)

O 1 2 3 4 5 6 7 8 9O 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 1610 11 12 13 14 15 16

1616

1515th

1414th

1313th

1212th

1111

1010

0 O0 O

1 11 1

0 10 1

1 O1 O

0 O0 O

1 11 1

0 10 1

1 O1 O

0 O0 O

1 11 1

0 10 1

1 O1 O

0 O0 O

1 11 1

0 10 1

1 O
O O
1 O
OO

0 O0 O

1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 O 11 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 O 1

0 10 1

1 O 1 O 1 0 1 0 O O O O O O O O1 O 1 O 1 0 1 0 O O O O O O O O

1 0 O O O O O O O 0 O O1 0 O O O O O O O 0 O O

O O O 0O O O 0

Aufgrund dieser Codewandlung vereinfacht sich das Verfahren und eine Multiplikation mit 2d läßt sich in einfacher Weise mit der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung bewerkstelligen.Because of this code conversion, the method is simplified and a multiplication by 2 d can be achieved in a simple manner with the device shown in FIG.

Die Einrichtung umfaßt 2ct-UND-Schaltungen A1 The device comprises 2ct AND circuits A 1

Q, A'Q, Q , A ' Q ,

• · I • · I

ViVi

a-1'a-1 '

ferner α+1-ODER-Schaltungen OQ,furthermore α + 1-OR circuits O Q ,

O und einen Inverter I1. Jedes Bit eines Wertes wirdO and an inverter I 1 . Every bit of a value will

■r■ r

einem der Eingänge E1 bis Ea-1 zugeführt. Das Kennzeichenbit wird dem Eingang FJIi zugeführt. Der Eingang EQ ist an die Eingänge der UND-Schaltungen AQ und A^ gelegt. E1 steht in Verbindung mit A1 und A'2 usw. Die weiteren Verbindungen erfolgen in entsprechender Weise bis schließlich der Eingangfed to one of the inputs E 1 to E a-1. The flag bit is fed to the input FJIi. The input E Q is applied to the inputs of the AND circuits A Q and A ^. E 1 is in connection with A 1 and A ' 2 etc. The other connections are made in a corresponding manner up to and including the input

FR 975 ÖÖ6FR 975 ÖÖ6

271890?271890?

E _1 mit der UND-Schaltung A _, u^d einem der Eingänge der ODER-Schaltung O verbunden ist, deren zweiter Eingang an FiI geführt ist. Die Ausgänge von A und A1 sind mit den Eingängen von O verbunden. Die Ausgänge von A1 und A1.. liegen an den Eingängen von O1 usw. Der Ausgang von O steht mit dem Eingang eines Inverters I1 in Verbindung, dessen Ausgang auf den Eingang von A' rückgekoppelt ist. Die Ausgänge der Multiplikationseinrichtung sind mit S1, S-, ..., S _. und FAo bezeichnet. Ist der auf den Eingang gegebene Wert 0, so sind die UND-Schaltungen A , A1, A-, ..., A , durch T1 = 1 offen. Ein Kennzeichenbit 1 wird auf FJi gegeben und gelangt nach Fi-o. In allen anderen Fällen wird auf FÄi ein Kennzeichenbit 0 gegeben und es ist T1=0, so daß sämtliche Bits des auf den Eingang gegebenen Wertes um eine Stelle in Richtung der höheren Stellenwerte verschoben werden, wobei das Bit der höchsten Stelle nach Inversion in die niederwertigste Stelle rückgeführt wird.E _ 1 is connected to the AND circuit A _, u ^ d one of the inputs of the OR circuit O, the second input of which is connected to FiI. The outputs of A and A 1 are connected to the inputs of O. The outputs of A 1 and A 1 .. are at the inputs of O 1 etc. The output of O is connected to the input of an inverter I 1 , the output of which is fed back to the input of A '. The outputs of the multiplier are denoted by S 1 , S-, ..., S _. and FAo. If the value given to the input is 0, the AND circuits A, A 1 , A-, ..., A, due to T1 = 1, are open. A flag 1 is given to FJ i and goes to Fi-o. In all other cases a flag 0 is given to FÄi and T1 = 0, so that all bits of the value given to the input are shifted by one place in the direction of the higher place values, the bit of the highest place after inversion to the lowest value Body is returned.

Wird die bereits angegebene Codeumwandlung durchgeführt bevor die Werte {a } dem Konvolutionsgenerator zugeführt werden, so v/erden die in diesem Generator ablaufenden arithmetischen Operationen vereinfacht. Insbesondere erreicht man, daß die Multiplikation von a mit 2 entspricht, d Permutationen und Verschiebungen des Wertes A , der in dem neuen Code definiert ist. Zu diesem Zweck verwendet die Einrichtunn aemäß Fig. 4.The code conversion already specified is performed before the values {a} are fed to the convolution generator, then the arithmetic running in this generator are grounded Operations simplified. In particular, one achieves that the multiplication of a by 2 corresponds to d permutations and Shifts of the value A defined in the new code. For this purpose, the device according to FIG. 4 uses.

Der Transformationsgenerator gemäß Fig. 3 ist besonders wirtschaftlich, da er nur eine extrem geringe Anzahl von Schaltungsaufwand benötigt. Dieser Transformationsgenerator arbeitet aber mit einer relativ geringen Geschwindigkeit. Das entsprechende Ablaufschema ist in Fig. 5 angegeben. Werden die Tastwerte a zum Zeitpunkt t mit einer Periodendauer D auf denThe transformation generator according to FIG. 3 is particularly economical, since it only requires an extremely small number of circuitry outlay. This transformation generator works but at a relatively slow speed. The corresponding flow chart is given in FIG. Will the Sample values a at time t with a period D on the

η c οη c ο

Eingang des Generators gegeben, so werden die N Tastwerte der ersten Gruppe {a } innerhalb eines Zeitraumes NT aufgenommen.Given input of the generator, the N sample values of the first group {a} are recorded within a period of time NT.

Die entsprechenden transformierten Werte {A..} können erstThe corresponding transformed values {A ..} can only

709848/0772709848/0772

FR 9 76 OO6FR 9 76 OO6

ab dem Zeitpunkt t +NT errechnet werden. Während der für die Bestimmung von {A^}erforderlichen Zeit können keine neuen Tastwerte auf den Eingang des Generators gegeben werden. Die Zufuhr der Gruppe {a „} beginnt erst zum Zeitpunkt t +2NT. Die zweite Gruppe der transformierten Werte {^!erscheint erst zum Zeitpunkt t +3NT. Der deutliche Leerlauf umfaßt 50 % der Gesamtoperationszeit des Generators.can be calculated from the point in time t + NT. During the time required to determine {A ^} no new Sample values are given to the input of the generator. The supply of group {a “} does not begin until time t + 2NT. The second group of transformed values {^! Appears first at time t + 3NT. The clear idling comprises 50% of the total operating time of the generator.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transformationsgenerators weist diese Leerlaufzeiten nicht auf, so daß sich das in Fig. 7 dargestellte Ablaufschema ergibt. Für diesen Zweck ist das im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verwendete Rekursivfilter mit der übertragungsfunktion H1(z) durch eine Anordnung mit zwei Schlei .en ersetzt. Die eine Schleife bildet das Rekursivfilter, während die andere Schleife Rezikulationen ausführt, wobei zwischen diesen beiden Schleifen ein Umschalter angeordnet ist. Das Rekursivfilter umfaßt folgende Serie angeordneten Teile: Eine Addiereinrichtung (Ad12, AD'3, AD'4 oder AD'5), ein Schieberegister (SR'2, SR13, SRM oder SR'5) mit einer M Werten entsprechenden Länge, eine Multiplikationseinrichtung (FSH1, FSH2, FSH3 oder FSH4), die identisch mit der in Fig. 3 gezeigten Multiplikationseinrichtung ist, und ;The exemplary embodiment of a transformation generator according to the invention shown in FIG. 6 does not have these idle times, so that the sequence diagram shown in FIG. 7 results. For this purpose, the recursive filter used in the embodiment according to FIG. 3 with the transfer function H 1 (z) is replaced by an arrangement with two loops. One loop forms the recursive filter, while the other loop executes reciculations, a changeover switch being arranged between these two loops. The recursive filter comprises the following series of arranged parts: an adder (Ad 1 2, AD'3, AD'4 or AD'5), a shift register (SR'2, SR 1 3, SRM or SR'5) with an M values corresponding Length, a multiplier (FSH1, FSH2, FSH3 or FSH4) identical to the multiplier shown in Fig. 3, and;

einen Inverter (L, Ifi, I7 oder I8). Der Ausgang des Inverters j ist mit der Addiereinrichtung und gleichzeitig mit dem Anschluß' eines drei Schaltlagen aufweisenden Umschalters (SW1, SW2, SW3 j oder SW4) verbunden. Der Anschluß 2 des Umschalters SW1 ist nicht weiter verbunden, während die entsprechenden Anschlüsse der anderen Umschalter mit dem Ausgang der Addiereinrichtung des jeweiligen Rekursivfilters verbunden sind. Jede Rezirkulationseinrichtung, deren Eingang an den beweglichen Kontakt des jeweiligen Umschalters angeschlossen ist, umfaßt folgende, in Serie geschaltete Einzelteile: Ein Schieberegister (SR6, SR7, SR8 oder SR9), dessen Länge M Werten entspricht, eine Multiplikationseinrichtung (FSH1', FSH21, FSH31 oder FSH4'), die ähnlich der Multirilikationseinjrichtunct des Rekursivfiltersan inverter (L, I fi , I 7 or I 8 ). The output of the inverter j is connected to the adding device and at the same time to the connection of a switch (SW1, SW2, SW3 j or SW4) having three switching positions. Terminal 2 of changeover switch SW1 is no longer connected, while the corresponding connections of the other changeover switches are connected to the output of the adding device of the respective recursive filter. Each recirculation device, the input of which is connected to the movable contact of the respective changeover switch, comprises the following individual parts connected in series: A shift register (SR6, SR7, SR8 or SR9), the length of which corresponds to M values, a multiplication device (FSH1 ', FSH2 1 , FSH3 1 or FSH4 '), which is similar to the multirilication device of the recursive filter

FR 976 006 .^-Aß/0772FR 976 006. ^ - Aß / 0772

im gleichen Zweig ist und daher eine Multiplikation mit dem gleichen Koeffizienten durchführt, und einen Inverter (I1, I3, I3 oder I.), dessen Ausgang mit dem Anschluß O des entsprechenden Umschalters verbunden ist. Schließlich ist in jedem der Zweige eine Multiplikationseinrichtung (FSH5, FSH6, FSH7 oder FSH8) angeordnet, die eine Multiplikation mit einem !konstanten Koeffizienten durchführt und identisch mit der Entsprechenden, gleich bezeichneten Einrichtung im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist. Der Eingang dieser letzt genannten Multiplikationseinrichtungen ist an die Rezirkulationseinrichtung an eine Stelle angeschlossen, die ähnlich der im entsprechenden Zweig der Einrichtung gemäß Fig. 3 ist. Der übrige Teil des Generators umfaßt die Addiereinrichtungen iAD6, AD7 und AD8 und eine Multiplikationseinrichtung MP2, die mit denen in Fig. 3 identisch sind. Schließlich ist noch festizusteilen, daß beim Transformator nach Fig. 6 das im Transformator nach Fig. 3 verwendete Schieberegister SR1 der Länge J2N durch ein Schieberegister SR'1 der Länge N ersetzt ist. , I !is in the same branch and therefore performs a multiplication with the same coefficient, and an inverter (I 1 , I 3 , I3 or I.), the output of which is connected to the terminal O of the corresponding switch. Finally, a multiplication device (FSH5, FSH6, FSH7 or FSH8) is arranged in each of the branches, which multiplies with a constant coefficient and is identical to the corresponding device with the same designation in the exemplary embodiment according to FIG. The input of this last-mentioned multiplication device is connected to the recirculation device at a point which is similar to that in the corresponding branch of the device according to FIG. 3. The remaining part of the generator comprises the adding devices iAD6, AD7 and AD8 and a multiplication device MP2, which are identical to those in FIG. Finally, it should be noted that in the transformer according to FIG. 6, the shift register SR1 of length J2N used in the transformer according to FIG. 3 has been replaced by a shift register SR'1 of length N. , I!

(wie dem in Fig. 7 daraestellten Ablauf schema für das Ausfüh- ! {rungsbeispiel gemäß Fig. 6 zu entnehmen ist, sind aufeinander- '(such as the daraestellten in Fig. 7 flowchart for the execution {approximately example of FIG. 6 can be seen, are successive '

I ιI ι

folgende Blöcke von Tastwerten {a} , ta +N>, ia n+2N^' usw·» äirekt, ohne zeitliche Zwischenräume aneinandergereiht. AuchThe following blocks of sample values {a}, ta + N >, i a n + 2N ^ ' etc. are lined up directly, without any time gaps. Even

1 2 die im Ausgang gelieferten Blöcke von Werten iK,), (A«} usw., folgen direkt aufeinander. Lediglich während des Beginns geht ier zwischen t und t ^ liegende Zeitraum verloren. In diesem Seitraum erfolgt das anfängliche Laden des Schieberegisters 3R1I mit dem ersten Block der Tastwerte. Die Zeitgebung der zwischen den Filtern und den Rezirkulationseinrichtungen ange-Drdneten Umschalter ist in Fig. 8 im Falle einer Fermat-Trans-Eormation dargestellt. Die Zahlen O, 1 oder 2 geben die Schalt-Lage der Umschalter an.1 2 the blocks of values iK,) , (A «} etc. supplied in the output follow one another directly. Only during the beginning is a period between t and t ^ lost. The shift register 3R 1 is initially loaded in this space The timing of the changeover switches connected between the filters and the recirculation devices is shown in the case of a Fermat transformation in Fig. 8. The numbers 0, 1 or 2 indicate the switching position of the changeover switches at.

flersenne- oder Fermat-Transformationsgeneratoren sind besonders geeignet zum Aufbau von Digitalfiltern. Dabei sind die Transformationen {Bv} und {A,,} der beiden Folgen {b_} und {a_}, dieflersenne or Fermat transformation generators are particularly suitable for setting up digital filters. The transformations {B v } and {A ,,} of the two sequences {b_} and {a_} are the

die Filterkoeffizienten und das zu filternde Tastsignal darstellen, zu bestimmen. Dann wird Cx, = A1, · B1, Wert für Wertrepresent the filter coefficients and the key signal to be filtered to determine. Then C x , = A 1 , · B 1 , value by value

KKKKKK

gebildet. Durch inverse Transformation der Werte {C„} erhält : man die Werte {c }, die den zirkulären Konvolutionen der Werteeducated. By inverse transformation of the values {C "} we get: one the values {c} corresponding to the circular convolutions of the values

m Im I

{a } und {b } entsprechen. Relativ einfache Kombinationen führen η η ;{a} and {b} correspond. Relatively simple combinations lead η η;

von den Ergebnissen der zirkulären Konvolutionen zu dem gefilterten Signal, in dem beispielsweise das in dem Buch "Digital ! Processing of Signals" von Gold und Rader, Seite 205 beschrie- ; bene "overlap-add"- oder "overlap-save"-Prozeß angewandt wird.from the results of the circular convolutions to the filtered one Signal, in which, for example, that described in the book "Digital! Processing of Signals" by Gold and Rader, page 205; bene "overlap-add" or "overlap-save" process is applied.

Mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Transformationsgenerators läßt sich also der Aufbau eines Digitalfilters beträchtlich |With the aid of a transformation generator according to the invention, the structure of a digital filter can thus be considerably improved

vereinfachen. Bevor ein derartiges Digitalfilter beschrieben i wird, ist daraufhinzuweisen, daßsimplify. Before describing such a digital filter, it should be pointed out that

(1) die mit der Durchführung der inversen Transformationen verbundenen mathematischen Operationen des hier betrachteten Typs denen bei direkten Transformationen ähnlich und durch gleiche Mittel erreichbar sind und daß(1) those associated with performing the inverse transformations Mathematical operations of the type under consideration here are similar to and through to those in direct transformations the same means are achievable and that

(2) bei einem Digitalfilter mit konstanten Koeffizienten sich die Werte BR vorbestimmen und speichern lassen, wodurch eir Transformationsgenerator eingespart wird.(2) In the case of a digital filter with constant coefficients, the values B R can be predetermined and stored, which saves a transformation generator.

Ein mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Transformationsgenerators aufgebautes, die Werte {c } lieferndes Digitalfilter läßt sich demnach in der in Fig. 9 gezeigten Weise aufbauen. Die aus den Tastwerten a und nachfolgenden Werten O ("overlap"-Verfahren) bestehenden Blöcke werden einem direktem Transformationsgenerator ähnlich dem der Fig. 6 zugeführt. (Die Gruppe der Filter ist mit FB bezeichnet.) Der Ausgang dieses Generators führt einer Multiplikationseinrichtung MULT die Werte A-. zu, an dessen zweiten Eingang die von einem Speicher MEM gelieferten und mit einem konstanten Koeffizienten R multiplizierten Werte BR angelegt werden. (Der Koeffizient R hängt mit der inversenA digital filter which is constructed with the aid of a transformation generator according to the invention and which supplies the values {c} can accordingly be constructed in the manner shown in FIG. The blocks consisting of the sample values a and subsequent values O (“overlap” method) are fed to a direct transformation generator similar to that of FIG. 6. (The group of filters is referred to as FB.) The output of this generator carries the values A- to a multiplier MULT. to, at the second input of which the values B R supplied by a memory MEM and multiplied by a constant coefficient R are applied. (The coefficient R depends on the inverse

PK-T7F-ODB 7482 PK-T7F-ODB 7482

Transformation zusammen.) Die Werte R · C„ werden einem inversen Transformationsgenerator zugeführt, der ähnlich dem der Fig. 6 ist, bei dem am Eingang bzw. Ausgang jedoch MuIti-Transformation together.) The values R · C „become an inverse Transformation generator is supplied, which is similar to that of FIG. 6, in which, however, at the input or output

„2 2"2 2

plikationen mit 2 und 2 durchgeführt werden. Die Multiplikationen sind in diesem Falle kommutativ, so daß die Multiplikationseinrichtungen MP2 und ΓΊΡ' 1 entfallen können. Auf diese Weise gelangt man zu einem Digitalfilter, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Bei Benutzung des sogenannten "overlapp"-Filterverfahrens sind die Folgen {a } durch Hinzufügen von Nullen erweitert. Praktisch bedeutet dies, daß die Länge der Blöcke, die dem Transformationsgenerator zugeführt werden längenmäßig verdoppelt sind. Bei der Erfindung werden die transformierten Werte durch den Einsatz von M Rekursivfilter erster Ordnung erzeugt, von denen jedes eine eine Multiplikation mit W~" durchführende Multiplikationseinrichtung enthält. Im Zeitintervall zwischen einem Anfangszeitpunkt t1 und t1 + (7 -1) T, werden den RekursivfiItem die tatsächlichenplications with 2 and 2 can be carried out. The multiplications are commutative in this case, so that the multiplication devices MP2 and ΓΊΡ '1 can be omitted. In this way a digital filter as shown in FIG. 10 is obtained. When using the so-called "overlapp" filter method, the sequences {a} are expanded by adding zeros. In practice this means that the length of the blocks which are fed to the transformation generator are doubled in length. In the invention, the transformed values are generated through the use of M first-order recursive filters, each of which contains a multiplication device performing a multiplication by W ~ ". In the time interval between a starting point in time t 1 and t 1 + ( 7 -1) T i the recursive fiItem the actual

N Tastwerte zugeführt. Zwischen den Zeitpunkten y T und (N-I)T werden die zusätzlichen Nullen zugeführt. Die Verarbeitung Wird auf Rezirkulationen mit ^ Multiplikationen mit w"1^ beschränkt. Die Ausgangswerte der Gruppe der Filter sind zum Zeitpunkt NT die gleichen wie zum Zeitpunkt ^ T, sie sindN samples supplied. The additional zeros are supplied between the times y T and (NI) T. Processing is restricted to recirculations with ^ multiplications by w " 1 ^. The output values of the group of filters are the same at time NT as at time ^ T, they are

M2M2 **

2
jedoch mit W multipliziert.
2
but multiplied by W.

Em Fermat-System ist W =1, damit W? = -1 und deshalb 2Em Fermat system is W = 1, so that W? = -1 and therefore 2

r -^r - ^

= -1 und W 2 = (-1) . Das bedeutet, daß es zwischen ien Zeitpunkten t1 + ψ und t^NT unnötig ist in der Filtergruppe Werte zu verarbeiten, wenn an den zuvor verarbeiteten zierten eine zweckmäßige Vorzeichenkorrektiur durchgeführt wird.= -1 and W 2 = (-1). This means that between times t 1 + ψ and t ^ NT it is unnecessary to process values in the filter group if an appropriate sign correction is carried out on the previously processed ones.

Ο-7--7 2Ο-7--7 2

271890271890

Das bedeutet, daß der im Digitalfilter gemäß Fig. 10 verwendbare direkte Transformationsgenerator in der in Fig. gezeigten Weise aufgebaut werden kann. Dieser Generator 1st ziemlich ähnlich dem der Fig. 6, er unterscheidet sich lediglich dadurch, daß die Reihe der Rekursivfilter in zwei Untergruppen aufgeteilt ist, wobei die eine Untergruppe die Zweige ungeradzahliger und die andere Untergruppe die Zweige geradzahliger Ordnung umfaßt. Die obere Untergruppe (geradzahlig) wird über SR"1, AD1 gespeist, wobei SR"1 eine Länge von N/2 aufweist. Die untere Untergruppe (ungeradzahlig) wird über SR"1 und eine Addiereinrichtung AD1O gespeist. Die Ausgangswerte der beiden Untergruppen werden in AD8 addiert und in AD9 voneinander subtrahiert. Am Ausgang vonThis means that the direct transform generator which can be used in the digital filter according to FIG. 10 can be constructed in the manner shown in FIG. This generator 1st quite similar to that of Fig. 6, it differs only in that the series of recursive filter is divided into two sub-groups, wherein the one sub-group, and the other subset comprising the odd branches, the branches of even order. The upper subgroup (even numbered) is fed via SR "1, AD1, where SR" 1 has a length of N / 2. The lower subgroup (odd-numbered) is fed via SR "1 and an adding device AD1O. The output values of the two subgroups are added in AD8 and subtracted from one another in AD9. At the output of

2
AD9 werden die Werte 2~K · Ax, geliefert. Am Ausgang von
2
The values 2 ~ K · A x are supplied to AD9. At the exit of

—K N AD8 erhält man die Werte 2 · Aj. + ·». Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß im vorliegenden Fall der Schaltzyklus der Umschalter nicht mehr gleich N ist, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8, sondern gleich groß N/2.—KN AD8 the values 2 · Aj are obtained. + · ». It should also be pointed out that in the present case the switching cycle of the changeover switch is no longer equal to N, as in the exemplary embodiment according to FIG. 8, but rather equal to N / 2.

Wird das "overlapp-add"-Verfahren angewendet, so ist zu beachten, daß die inverse Transformation unter Verwendung des Transformationsgenerators gemäß Fig. 6 durchzuführen ist.If the "overlapp-add" method is used, it is to note that the inverse transformation must be carried out using the transformation generator according to FIG is.

FR 97<Γ OÖ6FR 97 <Γ OÖ6

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Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Transformationsgenerator zur Erzeugung diskreter Transformationen des Fourier-Typs, der aus Folgen von BlöckenTransformation generator for generating discrete transformations of the Fourier type from sequences of blocks mit N digitalen Tastwerten {a } , mit N=M, Folgenwith N digital sample values {a}, with N = M, sequences n n=o N-1 n n = o N-1 von diskreten Blöcken von Transformationen (A1.)of discrete blocks of transformations (A 1. ) Έ K=o erzeugt, wobei am Eingang und Ausgang eine Einrichtung Έ K = o generated, with a device at the input and output : zur Gewichtung und dazwischen in paralleler Anordnung eine Bank von M Filtern liegt, deren Ausgänge in einer: for weighting and in between there is a bank of M filters in parallel, the outputs of which are in a ; Additionseinrichtung aufsummiert werden, dadurch; Adding device are summed up, thereby gekennzeichnet, daß als Filter jeweils Rekursivfilter dienen, an deren gemeinsamem Eingang eine die von der eingangsseitigen Gewichtungseinrichtung gelieferten und jeweils um 2 N Stellen verschobenen Werte Wert für Wert subtrahierende Subtraktionseinrichtung liegt, und daß am Ausgang jedes Filters eine Einrichtung für eine Gewichtung mit einem konstanten Koeffizienten angeordnet ist.characterized in that each recursive filter is used as a filter, at whose common input one of the input-side weighting device supplied and values shifted by 2 N places each value for value subtracting subtraction device, and that a device for weighting with a constant coefficient is arranged at the output of each filter is. 12. Transformationsgenerator zur Erzeugung diskreter Transformationen des Mersenne-Typs, der aus Folgen von Blök-12. Transformation generator for generating discrete transformations of the Mersenne type, which is derived from sequences of blocks ken mit N digitalen Tastwerten {a } , mit N=M2,ken with N digital sample values {a}, with N = M 2 , j JX j JX ! Folgen von diskreten Blöcken von Transformationen N-1! Sequences of discrete blocks of transformations N-1 erzeugt, wobei am Eingang und Ausgang eine K=O
Einrichtung zur Gewichtung und dazwischen in paralleler Anordnung eine Bank von M Filtern liegt, deren Ausgänge in einer Additionseinrichtung aufsummiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter jeweils Rekursivfilter dienen, die über einen Schalter mit einer Rezirkulationseinrichtung verbunden sind und an deren gemeinsamem Eingang eine von der eingangsseitigen Gewich tungseinrichtung gelieferte, zwei unterschiedlichen Blöcken angehörende Werte Wert für Wert subtrahierende Subtraktionseinrichtung liegt, daß ajiLAusgang }eder .._.
generated, with a K = O at the input and output
Device for weighting and in between there is a bank of M filters in a parallel arrangement, the outputs of which are summed up in an addition device, characterized in that recursive filters are used as filters which are connected via a switch to a recirculation device and at their common input one of the input side weighting- processing device supplied, two different blocks belonging value for values subtracted value S is ubtrakt ionseinrichtung that ajiLAusgang} Eder .._.
709848/0772709848/0772 ORIGTNÄL INSPECTEDORIGTNÄL INSPECTED Rezirkulationseinrichtung eine Gewichtungseinrichtung angeordnet ist und daß die ausgangsseitige Gewichtungseinrichtung an eine Korrektureinrichtung angeschlossen ist, die die Werte Pl^ liefert.A weighting device is arranged in the recirculation device and that the weighting device on the output side is connected to a correction device which supplies the values Pl ^. Transformationsgenerator zur Erzeugung diskreter Transformationen des Fourier-Typs, der aus Folgen von BlöckenTransformation generator for generating discrete transformations of the Fourier type, made up of sequences of blocks N-1 -N-1 - mit N digitalen Tastwerten {an> , mit N=M,with N digital sample values {a n >, with N = M, n=o Folgen von diskreten Blöcken von Transformationen % n = o sequences of discrete blocks of transformations % N-1
{A„} erzeugt, wobei am Eingang und Ausgang eine
N-1
{A "} generated, where at the input and output a
Λ K=o
Einrichtung zur Gewichtung und dazwischen in paralleler Anordnung eine Bank von H Filtern liegt t deren Ausgänge in einer Additionseinrichtung aufsummiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter jeweils Rekursivfilter dienen, die über einen Schalter mit einer Rezirkulationseinrichtung verbunden sind und an deren gemeinsamem Eingang eine von der eingangsseitigen Gewichtungseinrichtung gelieferte, zwei unterschiedlichen Blöcken angehörende Werte Wert für Wert subtrahierende Subtraktionseinrichtung liegt, und daß am Ausgang jeder Rezirkulationseinrichtung eine Gewichtungseinrichtung angeordnet ist.
Λ K = o
Means for weighting and in between is arranged in parallel a bank of H Filter t whose outputs in an adder are summed up, characterized in that serve as filters each recursive filter, which are connected via a switch to a recirculating means and common to the input of one of the value for value subtracting subtraction device, and that a weighting device is arranged at the output of each recirculation device.
Transformationsgenerator zur Erzeugung diskreter Transformationen des Fermat-Typs unter Verwendung eines Transformationsgenerators nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transformationsgenerator zur Erzeugung von Transformationen des Fourier-Typs (Anspruch 1) oder des Mersenne-Typs (Anspruch 2) ein Konverter vorgeschaltet ist, der mit Ausnahme der Werte a a o, die in B = 2^ umgewandelt werden, die TastwerteTransformation generator for generating discrete transformations of the Fermat type using a transformation generator according to claim 1 or 2, characterized in that the transformation generator for Generation of transformations of the Fourier type (claim 1) or of the Mersenne type (claim 2) Upstream converter is connected, with the exception of the values a a o, which are converted into B = 2 ^, the sample values a,, in Werte B = H +1 umwandelt, wobei σ die Gewichtung n ηa ,, converted into values B = H +1, where σ is the weighting n η FR 976 006FR 976 006 7Π9848/07727Π9848 / 0772 271890/271890 / des höchstwertigen Wertes a angibt, und daß dann die Werte B in Werte a timgewandelt werden.of the most significant value a, and that then the Values B are converted into values a tim. 5. Transformationsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekenn*· zeichnet, daß eine Einrichtung zur Gewichtung der Werte a mit 2 vorgesehen ist und daß ferner Mittel vorgesehen sind, die die Bits der Werte B unverändert, aber ; mit einem Kennzeichenbit 1 versehen, passieren lassen,5. Transformation generator according to claim 4, characterized in that * indicates that a device for weighting the values a with 2 is provided and that further means are provided which the bits of the values B unchanged, but ; provided with a flag 1, let pass, wenn sie Null sind, und die die Bits der Werte B umwhen they are zero, and the bits of the values B are around d Stellen mit der Inversion des Rezirkulationsbits permutieren, wenn sie nicht alle Null sind.Permute d digits with the inversion of the recirculation bit if they are not all zero. B. Transformationsgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung beim Aufbau von Digitalfiltern.B. transformation generator according to one of claims 1 to 5, characterized by the use in the construction of Digital filters. PR 976 OO6PR 976 OO6 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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